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瀝青混凝土路面簡介、施工工藝及流程

2016-01-09      來源:www.szxinluan.com

一.簡介。瀝青混凝土路面(bituminous concrete pavement)指的是用瀝青混凝土作面層的路面。經人工選配具有一定級配組成的礦料(碎石或軋碎礫石、石屑或砂、礦粉等)與一定比例的路用瀝青材料,在嚴格控制條件下拌制而成的混合料。在施工工藝上面,瀝青混凝土面層集料的最大粒徑應與分層壓實層厚相匹配。

.制備工藝

熱拌的瀝青混合料宜在集中地點用機械拌制。一般選用固定式熱拌廠,在線路較長時宜選用移動式熱拌機。冷拌的瀝青混合料可以集中拌和,也可就地路拌。瀝青拌和廠的主要設備包括:瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉、加熱滾筒、拌和機及稱量設備、蒸汽鍋爐、瀝青泵及管道、除塵設施等,有些還有熱集料的重新分篩和貯存設備(見瀝青混合料拌和基地)。

   拌和機又可分為連續式和分批式兩大類。在制備工藝上,過去多采用先將砂石料烘干加熱后,再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。近來,又發展一種先用熱瀝青拌好濕集料,然后再加熱拌勻的方法,以消除因集料在加熱和烘干時飛灰。采用后一種工藝時,要防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命,最好能同時采用瀝青抗剝落劑,以增強抗水能力。

.配料

瀝青混合料的強度主要表現在兩個方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結料的粘結力;另一是集料顆粒間的內摩阻力和鎖結力。礦粉細顆粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜,從而提高了瀝青材料的粘結強度和溫度穩定性;而鎖結力則主要在粗集料顆粒之間產生。

   選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者,以達到加入適量瀝青后混合料能形成密實、穩定、粗糙度適宜、經久耐用的路面。配合礦料有多種方法,可以用公式計算,也可以憑經驗規定級配范圍,中國目前采用經驗曲線的級配范圍。瀝青混合料中的瀝青適宜用量,應以試驗室試驗結果和工地實用情況來確定,一般在有關規范內均列有可資參考的瀝青用量范圍作為試配的指導。當礦料品種、級配范圍、瀝青稠度和種類、拌和設施、地區氣候及交通特征較固定時,也可采用經驗公式估算。

.分類

瀝青混凝土按所用結合料不同,可分為石油瀝青的和煤瀝青的兩大類;有些國家或地區亦有采用或摻用天然瀝青拌制的。按所用集料品種不同,可分為碎石的、礫石的、砂質的、礦渣的數類,以碎石采用最為普遍。

   按混合料最大顆粒尺寸不同,可分為粗粒(3540毫米以下)、中粒(2025毫米以下)、細粒(1015毫米以下)、砂粒 (57毫米以下)等數類。

   按混合料的密實程度不同,可分為密級配、半開級配和開級配等數類,開級配混合料也稱瀝青碎石。其中熱拌熱鋪的密級配碎石混合料經久耐用,強度高,整體性好,是修筑高級瀝青路面的代表性材料,應用得最廣。

   各國對瀝青混凝土制訂有不同的規范,中國制定的熱拌熱鋪瀝青混合料技術規范,以空隙率10%及以下者稱為瀝青混凝土,又細分為Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型的孔隙率為3(或2)~6%,屬密級配型;Ⅱ型為610%,屬半開級配型;空隙率10%以上者稱為瀝青碎石,屬開級配型;混合料的物理力學指標有穩定度、流值和孔隙率等。

.裂縫防范

   裂縫類型。一般來說,瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型:一種是荷載型裂縫,即主要由于行車荷載作用下產生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層底部產生拉應力,如果拉應力大于基層材料的抗拉強度,則基層底部很快開裂,直至影響到瀝青面層;另一種是非荷載型裂縫,以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;由于施工工藝不當或用了不合格材料產生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過橫向裂縫、縱向裂縫、網裂和反射裂縫等形式表現出來。

1. 橫向裂縫

1.1 表現形式,裂縫與路中心線基本垂直,線寬不一,縫長有的貫穿整幅路面,有的路面部分開裂。

1.2 產生原因

1)瀝青質量沒有達到本地區施工氣候要求或者沒有達到相關技術標準,致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應力大于瀝青混凝土的抗拉強度,產生橫向裂縫。

2)施工縫處理不當,接縫不緊密,造成不同部位結合不良,從而產生橫向裂縫。

3)半剛性基層由于水泥劑量、施工質量等綜合因素產生的路面收縮裂縫,通過橫向裂縫形式表現出來。

4)橋梁、涵洞等結構物回填部位沒有按照要求進行施工,或處理不得當,從而產生不均勻沉降,導致路面產生橫向裂縫。

1.3 預防措施

1)按照《公路瀝青路面施工技術規范》中的相關要求,結合本地區的氣候條件和道路等級選用符合要求的瀝青種類,以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所采用的瀝青應該到本地區相關試驗檢測機構進行試驗檢測,驗證其是否符合相關技術標準。

2)合理組織施工。攤鋪作業盡可能連續,盡量避免冷接縫。如不能避免,冷接縫應按照要求先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊,清除浮料,用新的熱混合料敷貼到接縫部位,使冷料部位預熱軟化,清除敷貼料,向接縫壁涂刷0.30.6kg/m 的粘層瀝青,再攤鋪新的瀝青混合料。

3)充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機先在橫向接縫已壓實的路幅上,鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右,然后每壓一遍向新鋪層移動1520cm,直到壓路機完全進入新攤鋪層,然后再轉入縱向碾壓。

4)半剛性基層所用的水泥宜為質量穩定旋轉窯生產,水泥劑量應符合設計及施工要求,并且水泥與其他混合料要充分拌和,使之均勻。路用水泥應該按照要求頻率到相關部門進行試驗檢測。

5)橋涵回填部位應選擇透水性及材質良好的砂礫等材料,并按照要求填筑充分碾壓;沉降嚴重地段,應先進行軟土基處理,并合理組織施工,以減少回填部位的不均勻沉降。

2. 縱向裂縫

2.1 表現形式。裂縫走向基本與路線走向平行,裂縫長度和寬度不一。

2.2 產生原因

1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨脹引起路面開裂。

2)縱向加寬沒有按照要求進行施工,或者碾壓沒有達到要求,從而造成加寬部位沉降,產生縱向裂縫。

3)路基邊坡坡度小于設計值,路基邊坡壓實度不足產生滑坡。

4)邊溝過深,使實際填土高度加大從而產生滑坡,造成路面開裂。

5)面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒有按照相關要求進行處理,結合不緊密而相互脫離,產生縱向裂縫。

2.3 預防措施

1)使用合格材料填筑路基或對填料進行處理后再進行填筑。

2)舊路加寬或半填半挖路段,路基填筑應先將邊坡松土清除,并按照填土厚度要求逐級進行臺階處理并充分碾壓。

 

3)路基施工分層填筑,邊坡充分壓實,采用重型壓實標準;正確放坡,高填方路段放緩邊坡,減少邊溝深度。

4)面層施工盡可能采用全幅攤鋪,如果不具備全幅攤鋪條件,可2臺攤鋪機前后緊跟攤鋪,盡可能避免前幅混合料已冷卻再進行后半幅攤鋪,確?;旌狭蠠峤?;分幅攤鋪時,上、下面層施工縫應該至少錯開15era以上。如果產生冷接縫,應按照本文

3. 網狀裂縫

3.1 表現形式。裂縫縱橫交錯,縫寬在lmm以上,縫間距離在40mm以下,裂縫面積在lm 以上。

3.2 產生原因

1)縱橫裂縫出現后,繼續擴展,尤其是在北方地區,經過冰凍水的侵入發展而成。

2)瀝青混合料質量差,拌和時間過長,拌和溫度過高或者在儲料倉中存儲時間過長,瀝青本身老化,導致混合料抗變形能力降低而易產生的裂縫。

3)瀝青的性能差,尤其是低溫抗變形能力過低。

4)路面結構中含有軟弱夾層,粒料層松動,水穩定性差,從而形成網狀裂縫。

5)瀝青層的厚度不足,水分侵入。導致層間結合較差,加速了網狀裂縫的形成。

6)瀝青總體強度不足,在損壞初期形成網裂,151后裂縫逐步擴展,縫間距變小。

3.3 預防措施

1)采用低溫變形能力高的優質瀝青,并按照要求控制好瀝青混合料的拌和質量。

2)瀝青面層攤鋪前,認真檢查下承層的施工質量,及時清除泥灰等雜物,處理好軟弱層,保證下承層穩定,并噴灑0.71.1l/m 的透層油,必要時可以按照要求灑石屑或砂,保證層間結合。

3)瀝青各層要滿足最小施工厚度的要求,保證上下之間有良好的連接,并從設計、施工、養護上采取相應的措施及時排除雨后結構層內的積水。

4)路面結構設計中應該做好交通量調查和預測工作,使路面結構組合和路面總體強度滿足設計年限內交通荷載的要求。有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層,以緩解網狀裂縫程度。

4. 反射裂縫

4.1 表現形式

   基層產生裂縫以后,在溫度和行車荷載的作用下,裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層,路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加蓋的瀝青結構層,裂縫形式不一,主要取決下承層。

4.2 產生原因

1)在已經開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續拉開,從而使新鋪層在舊裂縫處斷開。

2)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。

3)新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產生干縮和干縮應力,從而產生開裂,反射到瀝青面層。

4.3 預防措施

1)在舊有路面上加鋪瀝青面層,最好先銑除原有路面后再進行加鋪;或者鋪設土工布或土工格柵,以減少反射裂縫。

2)適當控制基層材料中粉料的含量及塑性指數,小于0.075mm的顆粒含量不應超過5%。

3)基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態下碾壓,并且碾壓充分,保證基層強度;同時要加強對已完基層的養護,要盡早鋪筑上層,或進行封層,以減少干縮縫。

 

處理措施

瀝青路面裂縫產生后,應及時予以處理,防止水等有害物質侵入,影響道路使用壽命。對于細裂縫(25mm)可用乳化瀝青進行灌縫處理;對于大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進行灌縫處理;灌縫前,必須清除縫內、縫邊碎料、垃圾等,并保證縫內干燥;灌縫后,表面應灑布粗砂或35mm的石屑。

六.施工工藝

瀝青混凝土路面對基層要求:1. 具有足夠的強度和適宜的剛度;2. 具有良好的穩定性;

3. 干燥收縮和溫度收縮變形較??;4. 表面應平整密實;拱度與面層的拱度應一致;高程符合要求。

施工工藝及流程要求

. 一般要求

1.熱拌瀝青混凝土混合料按集料最大粒徑分,有特粗式,粗粒式,中粒式,細粒式,砂粒式五種。

2.瀝青混凝土面層集料的最大粒徑應與分層壓實層厚相匹配。

. 準備工作

1. 應復查基層和附屬構筑物質量,確認符合規范要求。施工材料經過試驗合格后使用。機械需配套且有備用的,并保持狀態完好。

2. 瀝青加熱溫度及瀝青混合料拌制,施工溫度應根據瀝青標號,黏度,氣候條件,鋪筑層的厚度及下臥層厚度,按照《城鎮道路工程施工及質量驗收規范》(CJJ1-2008)的要求選用。當瀝青黏度大,氣溫低,鋪筑層厚度小時,施工溫度宜用高限。

3.重要的瀝青混凝土路面宜先修100--200米的試驗段,主要分試拌,試鋪兩個階段,取得相應的參數。

.拌制運輸

   瀝青混合料的拌制必須在瀝青拌合廠(場,站)進行。應有良好的防雨排水設施,并配備試驗室,以保證質量合格。

   城市主干路,快速路的瀝青混凝土宜采用間歇式(分拌式)拌和機拌合。它具有自動配料系統,可自動打印每拌料的拌合溫度,拌合時間,拌合量等參數。

為配合大批量生產混合料,宜用大噸位自卸汽車運輸。出廠的瀝青混合料應逐車稱重,并測量運料車中的瀝青混合料的溫度,簽發一式三份運料單。一份存拌合場,一份交攤鋪現場,一份交司機。

   卸料時,要均勻卸料,防止粗細分離。做到保溫,防雨和保護環境。


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